MPT系列壓電陶瓷平臺系統(tǒng)辨識與控制研究.pdf

1、密級碩士學位論文（全日制專業(yè)學位碩士全日制專業(yè)學位碩士）題目MPTMPT系列壓電陶瓷平臺系統(tǒng)辨識與控制研究系列壓電陶瓷平臺系統(tǒng)辨識與控制研究（英文英文）StudyonidentificationcontroloftheMPTseriespiezoelectricceramicplatfmsystem研究生學號:1401302025研究生姓名:董智鵬指導教師姓名指導教師姓名、職務職務:周祖鵬教授申請學位類別:工程碩士領域:機械工程論文答辯

2、日期:2017年6月摘要I摘要壓電陶瓷執(zhí)行器廣泛應用于各類精密定位平臺，其輸出力大、響應快、散熱好，是一種非常重要的執(zhí)行器；但是隨著工業(yè)自動化中的定位精度不斷提高，其自身所包含的非光滑、非線性遲滯特性嚴重影響了控制精度。目前國內(nèi)外學者對于壓電陶瓷在高頻狀態(tài)下的建模和控制的研究還不夠充分。雖然已有文獻證明可以采用神經(jīng)網(wǎng)絡對其進行建模，大多數(shù)還是將其看作“黑箱”處理，且模型結構復雜，基函數(shù)求導求微復雜，使得上位機計算偏慢，甚至進入死循環(huán)，嚴

3、重影響了模型的計算實時性，難以應用于高頻狀態(tài)下納米級軌跡控制。本文以壓電陶瓷執(zhí)行器在高頻狀態(tài)下的精密軌跡運動為目標，對其辨識和控制問題展開研究，獲得以下主要成果：1.本文借鑒BoucWen模型（BW模型）的建模思想，構建出基于BW遲滯算子的神經(jīng)網(wǎng)絡模型。首先引入BW遲滯算子作為神經(jīng)網(wǎng)絡的基函數(shù)，并采用遞推最小二乘法（RLS）來構建神經(jīng)網(wǎng)絡訓練算法。在實際辨識過程中，為了提高辨識的收斂速度，各個BW遲滯算子的參數(shù)采用均值分布，而遲滯算子的

4、權重初始值選擇一個很小的正數(shù)。實際辨識效果表明：所提出的辨識方法可以在確保建模精度的情況下，大幅度提高辨識的收斂速度，可以在高頻狀態(tài)下進行精確的軌跡控制。2.對已經(jīng)建立的遲滯模型，再采用一種靜態(tài)的PI算子進行累加，閥值采用均值分布，與BW算子化模型進行對比，突出了BW模型優(yōu)異的動態(tài)性能。3.針對一類壓電陶瓷串聯(lián)柔性鉸鏈所組成的微動臺，本文采用Hammerstein系統(tǒng)來逼近實際系統(tǒng)，前面的環(huán)節(jié)采用BW算子模型來模擬，后面的部分選取二階A